專利名稱：一種無取向硅鋼激光填絲焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光焊接技術(shù)，尤其涉及一種無取向硅鋼的激光填絲焊接方法。
背景技術(shù)：
在冷軋連續(xù)生產(chǎn)工藝中，非常重要的一點(diǎn)就是將前行熱軋帶鋼的末端與后續(xù)帶鋼的頭部焊接起來形成焊縫，然后使其通過軋線，形成連續(xù)軋制，可大大提高生產(chǎn)效率。此時，如果焊縫質(zhì)量不良，則焊縫在通過軋制線時會出現(xiàn)斷帶，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。激光焊接技術(shù)因激光焊接質(zhì)量高、無接觸、深寬比大、變形小、焊接美觀、而且焊縫的機(jī)械性能基本與母材一致，因此適于許多領(lǐng)域尤其是鋼帶板材的焊接。但是對于硅鋼產(chǎn)品來說，由于材料中含硅量相比普碳鋼要高的多，材料的塑性和韌性較差，對這種材料進(jìn)行激光焊接，焊縫脆性大，并產(chǎn)生較大的焊縫應(yīng)力，致使焊縫的機(jī)械性能與母材相比有一定的差距，特別是抗彎曲強(qiáng)度顯著下降，這就難以滿足對焊縫機(jī)械性能有較高要求的領(lǐng)域，如連續(xù)性冷軋機(jī)組。目前， 對普通碳鋼產(chǎn)品，可以采用激光焊接并后退火的工藝，來消除焊縫應(yīng)力，提高焊縫的通板性能。而在硅鋼生產(chǎn)時，如含硅量1.0% 3. 5%的無取向硅鋼產(chǎn)品，傳統(tǒng)的焊接工藝無法滿足其連續(xù)生產(chǎn)的要求，只能采用可逆軋機(jī)單卷生產(chǎn)，其生產(chǎn)效率將大大降低。無取向硅鋼產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)對焊縫的抗彎曲性能有極高的要求，現(xiàn)有的焊接技術(shù)無法保證含硅量在1.0%以上無取向硅鋼的焊縫質(zhì)量，在通過軋機(jī)時在大壓下量、大張力的作用下，極易發(fā)生焊縫斷帶。韓國專利KR2007066250. A公開了一種通過焊前預(yù)熱和焊后退火實(shí)現(xiàn)硅鋼片的激光焊接方法，I)激光焊接前對焊縫進(jìn)行預(yù)熱處理，加熱溫度控制在400°C _750°C，加熱時間5s-60s ；2)焊接工藝按激光功率6. 5KW-8. 5IKW、焊接速度按4mpm-12mpm進(jìn)行焊接；3)激光焊接后對焊縫進(jìn)行焊后退火處理，加熱溫度控制在700°C -1050°C，加熱時間5s-60s。該方法焊前預(yù)熱和焊后退火一方面需要新增焊縫加熱裝置，增加了設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)用；另一方面焊前預(yù)熱和焊后退火相當(dāng)于增加了工藝流程，延長了焊接時間，對連續(xù)型機(jī)組產(chǎn)能影響較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無取向硅鋼激光填絲焊接方法，實(shí)現(xiàn)含硅量在I. 0% -3. 5%范圍內(nèi)的焊接，且其焊縫能夠滿足軋機(jī)連續(xù)生產(chǎn)的要求。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種無取向硅鋼激光填絲焊接方法，其包括如下步驟I)將含硅量在1.0%以下的普碳鋼或低牌號無取向硅鋼作為激光拼接焊的引帶，將含硅量在I. 0% 3. 5%的無取向硅鋼作為激光拼接焊的母材，以上含硅量均以重量百分比計；將引帶的帶尾和母材的帶頭經(jīng)剪切后對中拼接；所述拼接間隙為O. IOmm O. 30mm ；2)激光焊接，激光焊機(jī)的激光功率為5. O 9. OKff,焊接速度為2. O米/分鐘 5.8米/分鐘，焊絲的填充速度為3. O米/分鐘 5. 8米/分鐘；焊絲成分重量百分比為C 彡 O. 10%, Si ( O. 85%, Mn ( O. 98%, P 彡 O. 015%, S 彡 O. 015%, Cr ( O. 013%,Al ( O. 010%，其余為Fe ;在激光焊接過程中選擇氦氣作為保護(hù)氣體對焊縫進(jìn)行保護(hù)冷卻；3)焊接完成后，再選擇含硅量在1.0%以下的普碳鋼或低牌號無取向硅鋼作為引帶，重復(fù)上述步驟實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。隨著母材含硅量的增加，所拼接出的焊縫塑性降低、韌性變差，焊縫的強(qiáng)度無法保證平穩(wěn)通過軋機(jī)。因此，采用上述兩種成分的鋼種作為引帶和母材進(jìn)行拼接焊，可以使焊縫處材料的含硅量大大降低，從而顯著提高焊縫的塑性和韌性，在軋制時焊縫區(qū)域的強(qiáng)度能夠有效保證，滿足軋機(jī)軋制的要求；同時由于焊縫區(qū)域硅含量相比高牌號母材要低的多，焊縫的延伸性更好，焊縫的抗彎曲、抗拉伸及抗壓延性能更好。焊絲的成分要求Si <0.85%，焊絲的硅含量在焊接過程中至關(guān)重要，選擇低硅含量焊絲可進(jìn)一步稀釋焊縫區(qū)域的硅含量，從而通過調(diào)節(jié)焊縫的化學(xué)成份增加焊縫的韌性。
激光焊機(jī)的激光功率為5. 0-9. OKff,以保證焊縫的熔透性；焊接速度為2. O米/分鐘-5. 8米/分鐘，焊絲的填充速度為3. O米/分鐘-5. 8米/分鐘。焊絲填充速度略高于焊機(jī)速度，以保證焊縫穩(wěn)定成形；本發(fā)明的有益效果本發(fā)明從焊縫與母材焊接性能的匹配性角度出發(fā)，通過合理選擇引帶、焊絲、制定焊接工藝、控制保護(hù)氣體流量等方面著手，提高無取向硅鋼焊縫的可軋性，降低焊縫的斷帶率，有效地提高了 I. 0% -3. 5%含硅量的無取向硅鋼焊縫質(zhì)量。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)際驗(yàn)證，使用本發(fā)明焊接工藝，無取向硅鋼能夠順利實(shí)現(xiàn)在冷軋機(jī)組的連續(xù)生產(chǎn)，且通板穩(wěn)定，焊縫斷帶率< 2%。，能夠大大提高冷軋產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。
具體實(shí)施例方式按通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例II)選擇含硅量為O. 8%的低牌號無取向硅鋼作為激光焊接的引帶；選擇含硅量為I. 9%的無取向硅鋼作為激光焊接的母材；將引帶的帶尾和母材的帶頭經(jīng)剪切后對中拼接;2)激光焊接工藝規(guī)范按表I中參數(shù)進(jìn)行焊接；焊絲成分要求如表2所示。在激光拼焊過程中選擇純度> 99. 999%的氦氣作為保護(hù)氣體對焊縫進(jìn)行保護(hù)冷卻，保護(hù)氣體流量(中吹流量和側(cè)吹流量)控制如表I所示。3)焊接完成后，再選擇含硅量為O. 8%的低牌號無取向硅鋼作為后續(xù)引帶重復(fù)上述要求實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。表I激光焊接及保護(hù)氣體流量參數(shù)控制要求
權(quán)利要求
1. 一種無取向硅鋼激光填絲焊接方法，其包括如下步驟 1)將含硅量在1.0%以下的普碳鋼或低牌號無取向硅鋼作為激光拼接焊的引帶，將含硅量在I. 0% 3. 5%的無取向硅鋼作為激光拼接焊的母材，以上含硅量均以重量百分比計；將引帶的帶尾和母材的帶頭經(jīng)剪切后對中拼接；所述拼接間隙為O. IOmm O. 30mm ； 2)激光焊接，激光焊機(jī)的激光功率為5.O 9. OKff,焊接速度為2. O米/分鐘 5. 8米/分鐘，焊絲的填充速度為3. O米/分鐘 5. 8米/分鐘；焊絲成分重量百分比為C ^ O. 10 %, Si ^ O. 85 %, Mn ^ O. 98 %, P ^ O. 015 %, S ^ O. 015 %, Cr ^ O. 013 %,Al ( O. 010%，其余為Fe ;在激光焊接過程中選擇氦氣作為保護(hù)氣體對焊縫進(jìn)行保護(hù)冷卻； 3)焊接完成后，再選擇含硅量在1.0%以下的普碳鋼或低牌號無取向硅鋼作為引帶，重復(fù)上述步驟實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
全文摘要
一種無取向硅鋼激光填絲焊接方法，其包括如下步驟1)將含硅量在1.0％以下普碳鋼或低牌號無取向硅鋼作為激光拼接焊的引帶，將含硅量1.0％～3.5％無取向硅鋼作為激光拼接焊的母材；將引帶的帶尾和母材的帶頭經(jīng)剪切后對中拼接；2)激光焊接，激光焊機(jī)激光功率5.0～9.0KW，焊接速度2.0～5.8米/分鐘，焊絲填充速度為3.0～5.8米/分鐘；焊絲成分重量百分比為C≤0.10％，Si≤0.85％，Mn≤0.98％，P≤0.015％，S≤0.015％，Cr≤0.013％，Al≤0.010％，余Fe；激光焊接過程中選擇氦氣作為保護(hù)氣體對焊縫進(jìn)行保護(hù)冷卻；3)焊接完成后，選擇含硅量在1.0％以下普碳鋼或低牌號無取向硅鋼作為引帶，重復(fù)上述步驟實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
文檔編號B23K26/42GK102806423SQ20111014236
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者陶登國, 宋俊, 金國, 韓衛(wèi)國, 蘇沖崗, 宋志強(qiáng) 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司